電氣化鐵路 電力諧波治理設備 方案

經(jīng)過(guò)多年的積累和發(fā)展，安科瑞參與了諸多用戶(hù)端能效管理項目，包括滬昆高鐵多個(gè)站房電力監控和智能照明控制系統、上海通用汽車(chē)能耗管理系統、寧夏醫科大學(xué)附屬能源管理系統、天獅大學(xué)城宿舍遠程預付費系統、山東金麒麟能源管理系統、蘇州鐵獅門(mén)能源管理系統、蘇州中心消防電源管理系統等等；國外市場(chǎng)包括非洲、中東、東南亞、南美等等，豐富的市場(chǎng)經(jīng)驗提升了公司的品牌影響力，在產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)方面贏(yíng)得了廣泛的贊譽(yù)。

“供電公司在進(jìn)行電能質(zhì)量監測時(shí)發(fā)現某公司存在諧波超標情況，嚴重影響到電網(wǎng)的供電質(zhì)量，并可能引起電網(wǎng)設備損壞。

根據《供用電營(yíng)業(yè)規則》第五十五條-第五十八條及供用電雙方簽訂的《供用電合同》第九條約定事項的第12項規定、對諧波電流超過(guò)標準的，須在規定期限內予以治理，如不采取措施或采取措施不力的，供電企業(yè)可中止供電。

該司需在接到通知書(shū)的三個(gè)月內完成對諧波超標情況的治理。如在三個(gè)月內未采取任何治理措施，電力行政執fa單位講要求供電公司依法采取相關(guān)措施；如三個(gè)月內已完成治理，需提供治理完成情況說(shuō)明，電力行政執fa單位將組織開(kāi)展諧波復測工作，直至諧波電流符合標準要求。"

基于上述政策要求，有必要給大家詳細科普下諧波的危害及安科瑞的解決方案。

一、諧波危害

1、對電力變壓器的危害：諧波電流使電力變壓器銅損增加，引起繞組過(guò)熱、振動(dòng)、噪聲增大；諧波電壓產(chǎn)生附加損耗，使變壓器的磁滯及渦流損耗增加。

2、對無(wú)功補償裝置的危害：無(wú)功補償裝置里的電容器可能會(huì )引發(fā)諧振，造成諧波嚴重放大，使絲、接觸器、電容器等元器件因過(guò)載失效甚至燒毀。

3、對線(xiàn)纜的危害：線(xiàn)纜的阻抗隨著(zhù)電流頻率的增大而增大，且由于線(xiàn)纜的集膚效應，諧波電流越大，線(xiàn)纜溫升越高，導致線(xiàn)纜燒毀引發(fā)火災。

4、對電路自動(dòng)裝置的危害：造成斷路器電弧熄滅時(shí)間的延長(cháng)，影響斷路器的開(kāi)斷容量。諧波將使繼電保護和自動(dòng)裝置出現誤動(dòng)作，并使儀表和電能計量出現較大誤差。

5、對其他設備的危害：輸電線(xiàn)路上流過(guò)諧波電流時(shí)產(chǎn)生諧波電壓，引起電壓畸變，對數控機床、PLC、電子計算機、儀器、實(shí)驗室儀器等電壓敏感的電子設備產(chǎn)生影響，使其測量精度降低、誤動(dòng)作頻次、設備過(guò)熱、無(wú)法運行等，同時(shí)還會(huì )使儀表的電能計量出現較大誤差。

二、產(chǎn)生諧波的設備

產(chǎn)生諧波的設備一般是非線(xiàn)性設備，主要分為以下幾類(lèi)：

（1） 具有鐵磁飽和特性的鐵芯設備，如變壓器、電抗器等；

（2） 以具有強烈非線(xiàn)性特性的電弧為工作介質(zhì)的設備，如氣體放電燈、交流弧焊機、煉鋼電弧爐等；

（3） 以電力電子元件為基礎的設備，如開(kāi)關(guān)電源、變流裝置、調壓裝置等。

三、電能治理相關(guān)標準和條例

1、標準：GB/T14549-1993《電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波》

2、行業(yè)標準：YD/T5040-2005 《通信電源設備安裝工程設計規范》

節選9.補償設備：補償電容器柜的容量應按近期負荷配置并考慮一定發(fā)展，應配置自動(dòng)補償裝置。補償柜電容器柜應配置一定比例的電抗器。

節選10.濾波設備：當交流供電系統內總諧波電流含量（THD）大于10%時(shí)應配置濾波器。

3、行業(yè)標準：JGJ312-2013《建筑電氣設計規范》

節選9.6.6：UPS不間斷電源裝置的輸出功率因數應大于或等于0.8，諧波電壓畸變率及輸入諧波電流（3~39次THDi）畸變率應小于5%。

4、行業(yè)標準：JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》

節選22.3.3供配電系統的諧波治理：

省級及以上政fu機關(guān)、銀行總行、分行及同等金融機構的辦公大樓、省級及以上醫技樓、大型計算機中心建筑物，應在辦公設施、設備、計算機網(wǎng)絡(luò )電源等電力干線(xiàn)上設置有源濾波裝置。

其他的公共建筑物，宜在其辦公設施、計算機網(wǎng)絡(luò )電源等電力干線(xiàn)上設有有源濾波裝置。

5、條例：《江蘇省電力保護條例》

第二十八條規定，對有下列情節之一，嚴重影響電力的用戶(hù)，供電企業(yè)可以中斷供電：“（一）用戶(hù)的非線(xiàn)性

阻抗特性的用電設備接入電網(wǎng)運行所注入電網(wǎng)的諧波電流或者引起公共連接點(diǎn)電壓畸變率超過(guò)規定標準時(shí)，在供電企業(yè)通知后，用戶(hù)不予改正的；"。

6、指導意見(jiàn)：《上海軌道交通無(wú)功補償及諧波支路指導意見(jiàn)》

明確指出，設計方案中“取消傳統的無(wú)功補償設計方案"，“新建線(xiàn)路的設計應統一采用：串聯(lián)電抗器的無(wú)功補償裝置（失諧無(wú)功補償裝置）與有源濾波器并聯(lián)使用的設計方案"。

有源電力濾波裝置是用電流互感器采集直流線(xiàn)路上的電流，經(jīng)采樣，將所得的電流信號進(jìn)行諧波分離算法的處理，得到諧波參考信號，作為的調制信號，與三角波相比，從而得到開(kāi)關(guān)信號，用此開(kāi)關(guān)信號去控制單相橋，根據技術(shù)的原理，將上下橋臂的開(kāi)關(guān)信號反接，就可得到與線(xiàn)上諧波信號大小相等、方向相反的諧波電流，將線(xiàn)上的諧波電流抵消掉。這是前饋控制部分。再將有源電力濾波裝置接入點(diǎn)后的線(xiàn)上電流的諧波分量反饋回來(lái)，作為調節器的輸入，調整前饋控制的誤差。

電網(wǎng)中的諧波會(huì )導致電機的附加損耗，增大機械振動(dòng)、噪聲和過(guò)電壓，使變壓器局部嚴重過(guò)熱。諧波使電容器、電纜等設備過(guò)熱、絕緣老化、壽命縮短，以至損壞。諧波會(huì )引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大甚至引起嚴重事故。目前解決諧波比較好的方案是引入APF有源電力濾波器，它由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個(gè)主要部分組成。指令電流運算電路實(shí)時(shí)監視線(xiàn)路中的電流，并將模擬電流信號轉換為數字信號，送入高速數字信號處理器（DSP）對信號進(jìn)行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調制（PWM）信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅動(dòng)脈沖，驅動(dòng)IGBT或IPM功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、性相反的補償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進(jìn)行補償或抵消，主動(dòng)電力諧波。

四、安科瑞為您提供解決方案

1、同客戶(hù)建立溝通，明確細節，填寫(xiě)售前確認單提交相關(guān)部門(mén)，表單如下：

2、約定時(shí)間，現場(chǎng)測量，獲取相關(guān)信息和實(shí)際數據

3、導出數據，提交工程師出方案

4、方案及報價(jià)

五、電氣化鐵路 電力諧波治理設備 方案產(chǎn)品介紹

1、諧波治理原理：

2、諧波治理產(chǎn)品  智能濾波補償裝置

3、有源諧波濾波器產(chǎn)品命名

4、電氣化鐵路 電力諧波治理設備 方案產(chǎn)品設計理念及安裝說(shuō)明

有源電力濾波器的作用

1、通過(guò)諧波，凈化電網(wǎng)，節約綜合用電相關(guān)費用8％-20％，使用該設備能快速、收回投資成本（一般不超過(guò)兩年）。

2、節約電力變壓器、電纜擴容費用，提高電力變壓器使用壽命。

3、濾除諧波，保障供電安全，避免用電事故（如電氣火災，或者因用電故障停產(chǎn)）。

4、濾除諧波，延長(cháng)電子設備及元器件壽命，如無(wú)功補償電容器。

5、提高功率因數，功率因數可達到0.95-1（滿(mǎn)足電力對企業(yè)用電的要求，避免高額處罰，甚至停止供電）。

有源電力濾波裝置同無(wú)源濾波器比較，治理效果好，主要可以同時(shí)濾除多次及高次諧波，不會(huì )引起諧振，但是價(jià)位相對高！實(shí)際應用安全系數很低，普遍做法是以變壓器升壓，來(lái)保證可靠性，國家相關(guān)部門(mén)也要求以變壓器升壓的形式和有源電力濾波裝置結合，治理高壓諧波！

有源電力濾波裝置通過(guò)CT采集系統諧波電流，經(jīng)控制器快速計算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過(guò)功率執行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補償電流，并注入電力系統中，從而抵消非線(xiàn)性負載所產(chǎn)生的諧波電流。

4.1整柜安裝

6、產(chǎn)品相關(guān)證書(shū)：

型式試驗報告和CE證書(shū)

六、結束語(yǔ)

為了保證可靠的運行，延長(cháng)供電系統中其他電力設備的使用壽命及提高系統的可靠性?？偟膩?lái)說(shuō)，解決電能質(zhì)量問(wèn)題是要有正確的理念，使整個(gè)供電系統達到一個(gè)環(huán)保的、高標準的環(huán)境運行。

電能質(zhì)量問(wèn)題不能理解為用某一種產(chǎn)品（有源濾波器或者靜止無(wú)功發(fā)生器）就可以解決問(wèn)題，要整體考慮，我們比較大大的優(yōu)勢就是和設計師、客戶(hù)共同討論，找到解決企業(yè)電能質(zhì)量的問(wèn)題，然后用系列的電能質(zhì)量產(chǎn)品實(shí)施解決，實(shí)現多贏(yíng)！

經(jīng)過(guò)多年的積累和發(fā)展，安科瑞參與了諸多用戶(hù)端能效管理項目，包括滬昆高鐵多個(gè)站房電力監控和智能照明控制系統、上海通用汽車(chē)能耗管理系統、寧夏醫科大學(xué)附屬能源管理系統、天獅大學(xué)城宿舍遠程預付費系統、山東金麒麟能源管理系統、蘇州鐵獅門(mén)能源管理系統、蘇州中心消防電源管理系統等等；國外市場(chǎng)包括非洲、中東、東南亞、南美等等，豐富的市場(chǎng)經(jīng)驗提升了公司的品牌影響力，在產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)方面贏(yíng)得了廣泛的贊譽(yù)。

編輯：安科瑞 孫斌

公司：江蘇安科瑞電器制造有限公司